DE102016003848A1

DE102016003848A1 - Berieselungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage

Info

Publication number: DE102016003848A1
Application number: DE102016003848.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Merz; Nicolas Brunk; Markus Beckers; Manfred Zavelberg
Original assignee: KWL BLECHVERARBEITUNG GmbH
Current assignee: KWL BLECHVERARBEITUNG GmbH
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Also published as: WO2017167868A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Berieselungsanlage 20, vorzugsweise ausgestaltet zum Verteilen eines Fluids auf einer Verteilfläche, aufweisend einen Zentralturm 21 mit einer Hochachse, eine erste Rohrleitung 2, welche um die Hochachse des Zentralturmes 21 herum drehbar an diesem gelagert ist und fluidführend mit diesem verbunden ist, eine Mehrzahl an Fluidauslässen 6, welche an der ersten Rohrleitung 2 angeordnet ist, und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Fluidauslässe 6, wobei eine erste Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen 6 ein dieser Teilmenge zugeordnetes erstes Ventil 17 aufweist, welches die durch die dem ersten Ventil 17 zugeordnete erste Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen 6 auf die Verteilfläche 22 aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, eine von der ersten Teilmenge verschiedene zweite Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen 6 ein dieser Teilmenge zugeordnetes zweites Ventil 17a aufweist, welches die durch die dem zweiten Ventil 17a zugeordnete zweite Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen 6 auf die Verteilfläche 22 aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, und die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das die erste Teilmenge über das erste Ventil 17 und die zweite Teilmenge über das zweite Ventil 17a wenigstens im Wesentlichen unabhängig, insbesondere unabhängig, voneinander anzusteuern. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage, insbesondere der oben beschriebenen Art.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Berieselungsanlage und ein Verfahren zum Betrieb der Berieselungsanlage. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit der Bewässerung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung vorteilhaft auch unabhängig von der Art des zu verteilenden Fluids, unabhängig vom Ort der Verteilung des Fluids und unabhängig vom Zweck der Verteilung des Fluids Verwendung finden kann.
Bekannt sind Berieselungsanlagen mit mehreren Fahrtürmen und mehreren Rohrleitungen zum Verteilen von Wasser, Insektiziden oder Dünger (im Folgenden zusammengefasst unter dem Begriff: Fluid) insbesondere auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Das Fluid strömt zeitweise durch die Rohrleitungen. Das Fluid wird entlang dieser Rohrleitungen in Richtung der landwirtschaftlichen Nutzfläche abgegeben durch Fluidauslässe, welche entlang dieser Rohrleitungen angeordnet sind. Die Rohrleitungen sind jeweils durch wenigstens einen Fahrturm abgestützt. Die Fahrtürme dienen der Bewegung der Rohrleitungen beim Abgeben des Fluids, insbesondere der Relativbewegung der Rohrleitungen bezüglich der landwirtschaftlichen Nutzfläche.
Bekannte Berieselungsanlagen weisen Fluidauslässe auf, welche stets unkontrolliert Fluid ausbringen, sobald dieses über eine Rohrleitung die Fluidauslässe erreicht. Dies führt dazu, dass an einem stromaufwärtigen Ende der Rohrleitung aufgrund des Druckabfalls entlang der Strömungsrichtung eine höhere Fluidmenge ausgebracht wird als an einem stromabwärtigen Ende. Dieses Problem wird aktuell dadurch gelöst, das in einem stromaufwärtigen Bereich der Rohrleitung in die von der Rohrleitung zu den einzelnen Fluidauslässen führenden Leitungen Querschnittsverminderer eingesetzt werden, welchen den Durchfluss von der Rohrleitung zu dem Fluidauslass begrenzen, wodurch der Das Ausbringungsprofil des Fluids in Strömungsrichtung eingestellt wird. Diese Einstellung ist allerdings statisch und eine Veränderung desselben erfordert, insbesondere umfangreiche, Anlagenstillstandszeiten und eine, insbesondere komplexe mechanische, insbesondere manuelle, Umrüstung der Anlage, insbesondere durch einen Anwender und/oder einen eigens anzufordernden Servicetechniker.
Die vorliegende Erfindung baut auf der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 010 967 A1 (im Folgenden: Voranmeldung) derselben Anmelderin auf, deren Offenbarung hiermit durch die Referenzierung in vollem Umfang mit aufgenommen ist. Die Voranmeldung zeigt eine verfahrbare Stütze und eine Berieselungsanlage mit einer solchen Stütze. Die in der Voranmeldung gezeigte verfahrbare Stütze ist ausgestaltet zum Abstützen wenigstens einer Rohrleitung, wobei die Rohrleitung zur Abgabe eines Fluids dient, mit einer Stützeinrichtung, welche wenigstens drei Verbindungselemente aufweist, wobei vorzugsweise die drei Verbindungselemente in einer Hauptebene angeordnet sind, einer Rohrhalterung, welche zur lösbaren Verbindung mit wenigstens einer dieser Rohrleitungen ausgestaltet ist, welche um eine erste Drehachse drehbar mit dem dritten Verbindungselement der Stützeinrichtung verbunden ist, zwei Bewegungseinrichtungen, welche jeweils mit dem ersten Verbindungselement oder dem zweiten Verbindungselement der Stützeinrichtung verbunden sind, welche zum Abrollen um je eine dritte Drehachse ausgestaltet sind, wobei wenigstens eine dieser Bewegungseinrichtungen um eine zweite Drehachse drehbar mit der Stützeinrichtung verbunden ist, wobei die zweite Drehachse im Wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse angeordnet ist, wobei vorzugweise die erste Drehachse und die zweite Drehachse im Wesentlichen parallel zu der Hauptebene angeordnet sind, wobei vorzugsweise wenigstens eine dieser dritten Drehachsen im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Drehachse angeordnet ist.
Es hat sich im Rahmen von Feldversuchen gezeigt, dass eine derartig ausgestaltete Berieselungsanlage bereits sehr gut an eine, insbesondere nicht-kreisförmige Verteilfläche angepasst werden kann. Allerdings wird weiteres Optimierungspotential bei der Beregnung dieser Verteilfläche gesehen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Beitrag zur Erhöhung der Flexibilität der Berieselungsanlage auf einer, insbesondere nicht-kreisförmigen und/oder nicht-ebenen, Verteilfläche zu leisten.
Die Aufgabe wird durch eine Berieselungsanlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Anspruch 10 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Berieselungsanlage
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Berieselungsanlage, vorzugsweise ausgestaltet zum Verteilen eines Fluids auf einer Verteilfläche, aufweisend einen Zentralturm mit einer Hochachse, eine erste Rohrleitung, welche um die Hochachse des Zentralturmes herum drehbar an diesem gelagert ist und fluidführend mit diesem verbunden ist, eine Mehrzahl an Fluidauslässen, welche an der ersten Rohrleitung angeordnet ist und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Fluidauslässe, wobei eine erste Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen ein dieser Teilmenge zugeordnetes erstes Ventil aufweist, welches die durch die dem ersten Ventil zugeordnete erste Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, eine von der ersten Teilmenge verschiedene zweite Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen ein dieser Teilmenge zugeordnetes zweites Ventil aufweist, welches die durch die dem zweiten Ventil zugeordnete zweite Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, und die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das die erste Teilmenge über das erste Ventil und die zweite Teilmenge über das zweite Ventil wenigstens im Wesentlichen unabhängig, insbesondere unabhängig, voneinander anzusteuern.
Die Berieselungsanlage nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, da durch die jeweils einer Teilmenge der Fluidauslässe zugeordneten Ventile individuell und/oder in Gruppen angesteuert werden können. Auf diese Weise lassen sich die oben beschriebenen Querschnittsverminderer vermeiden, was zu einer einfachen Montage der Berieselungsanlage führt.
Die Berieselungsanlage nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist weiterhin insbesondere vorteilhaft, da durch die jeweils einer Teilmenge der Fluidauslässe zugeordneten Ventile einzelne Bereiche der Verteilfläche mit einer individuellen Fluidmenge versorgt werden können, was eine ressourcensparende und bedarfsorientierte Fluidausbringung ermöglicht.
Begriffsbestimmungen
Unter einer Berieselungsanlage im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche ein Fluid auf eine Verteilfläche aufbringt, indem das Fluid unter Ausnutzung der Schwerkraft, insbesondere wie ein künstlicher Regen, von der Berieselungsanlage zu Boden fällt.
Unter einem Fluid im Sinne der Erfindung ist neben einer Flüssigkeit auch ein rieselfähiger Feststoff zu verstehen. Als „Fluid” im Sinne der Erfindung gelten insbesondere Wasser, Flüssigdünger, flüssige Chemikalien, flüssige Pestizide, rieselfähiger bzw. körniger Dünger, rieselfähige bzw. körnige Chemikalien, Getreide, Saatgut.
Unter einer Verteilfläche ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Fläche zu verstehen, an welche das Fluid abzugeben ist. Die Verteilfläche kann mehrere Teilflächen aufweisen. Vorzugsweise kann eine Teilfläche kreisförmig oder nicht-kreisförmig, insbesondere mehreckig, und/oder eben oder nicht-eben ausgebildet sein.
Unter einem Zentralturm im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche sich an einem festgelegten Punkt der Verteilfläche, insbesondere wenigstens im Wesentlichen im Zentrum der Verteilfläche angeordnet ist. Der Zentralturm weist eine zur einer Aufstellfläche des Zentralturms wenigstens im Wesentlichen senkrechte Erstreckung auf. Diese senkrechte Erstreckung definiert die Hochachse des Zentralturmes.
Nach einer Ausführung ist in und/oder an dem Zentralturm die Steuereinrichtung und/oder eine Pumpvorrichtung angeordnet, wobei letztere insbesondere Wasser aus einer Wasserquelle, insbesondere einer Zuleitung, einem Fluss, einem Bach, einem See und/oder einem Brunnen abpumpt und der Rohrleitung zuführt. Nach einer alternativen Ausführung ist die Pumpvorrichtung außerhalb des Zentralturms angeordnet und die Zuführung des Fluids zu dem Zentralturm über eine Rohrleitung erfolgt.
Unter einer Rohrleitung ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche der Führung eines zu verteilenden Fluids dient, welche insbesondere der Abgabe des zu verteilenden Fluids an die Umgebung der Rohrleitung bzw. an die Verteilfläche dient. Dazu weist die Rohrleitung eine Wandung zur Begrenzung eines Hohlraums bzw. Fluidkanals auf. Vorzugsweise erstreckt sich die Rohrleitung entlang einer Längsachse. Vorzugsweise weist die Rohrleitung eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche auf. Vorzugsweise ist dieser Hohlraum bzw. Fluidkanal im Wesentlichen zylindrisch. Die Rohrleitung weist wenigstens einen Fluidauslass auf, welcher in der Wandung angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Rohrleitung mehrere dieser Fluidauslässe auf, welche entlang der Längsachse, besonders bevorzugt regelmäßig, beabstandet sind. Vorzugsweise ist der Fluidstrom durch wenigstens einen dieser Fluidauslässe mit einem steuerbaren Ventil begrenzbar. Besonders bevorzugt ist wenigstens eine der Fluidauslässe mit dem steuerbaren Ventil verschließbar. Vorzugsweise weist die Rohrleitung bzw. deren Wandung wenigstens einen Bund bzw. Flansch zur Verbindung mit einer Rohrhalterung auf, wobei besonders bevorzugt je ein Bund bzw. Flansch an wenigstens einem Ende oder beiden gegenüberliegenden Enden der Rohrleitung angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Rohrleitung bzw. deren Wandung mit wenigstens einem oder mehreren Werkstoffen ausgebildet, welche in der folgenden Gruppe aufgeführt sind, welche beinhaltet Metalle, Stahl, verzinkten Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kunststoffe, Keramik, Verbundwerkstoffe, faserverstärkte Polymere, glasfaserverstärkte Kunststoffe, kohlefaserverstärkte Kunststoffe und Holz.
Unter einem Fluidauslass im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche das Fluid von der Rohrleitung an die Verteilfläche, insbesondere großflächig, abgibt. Beispiele für Fluidauslässe im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Sprinkler, Düsen oder dergleichen. Nach einer Ausführung ist zwischen der Rohrleitung und dem Fluidauslass ein Verbindungselement, wie beispielsweise ein Flansch, ein Schraubgewinde, ein Rohr- oder Schlauchabschnitt oder dergleichen angeordnet.
Unter einer Steuerungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche Daten empfängt, verarbeitet, hieraus einen Steuerbefehl für wenigstens eine andere Komponente der Berieselungsanlage, insbesondere einen Steuerwert für wenigstens eines der Ventile, erzeugt und an diese überträgt. Die Steuerungseinrichtung weist hierfür beispielsweise eine Prozessoreinrichtung und eine Speichereinrichtung auf sowie eine Datenschnittstelle zum Empfangen von Daten, insbesondere einer Beregnungsprognose und/oder von Messwerten und/oder von Benutzereingaben, und eine Datenschnittstelle zum Senden von Steuerbefehlen, insbesondere Steuerwerten für wenigstens ein Ventil.
Ein Ventil im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Einrichtung, welche einen Fluiddurchfluss durch ein oder mehrere in Strömungsrichtung nachgelagerte Fluidauslässe beeinflusst, insbesondere steuert. Nach einer Ausführung weist das Ventil ein Verschlussteil (z. B. ein Kegel oder eine Kugel) auf, welches sich insbesondere wenigstens im Wesentlichen parallel oder senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids bewegt. Die Strömung des Fluids wird reduziert oder unterbrochen, indem das gesamte Verschlussteil an eine passend geformte Öffnung des Ventils angepresst wird. Nach einer Ausführung ist das Ventil so gefertigt, dass es über den gesamten Stellbereich ein im Strömungsquerschnitt gleichmäßiges Strömungsbild aufweist, weshalb es besonders vorteilhaft für Regelungsaufgaben eingesetzt wird.
Bevorzugte Weiterbildungen der Berieselungsanlage
Nachfolgend werden bevorzugte Weiterbildungen der verfahrbaren Stütze beschrieben:
Nach einer Ausführung ist das erste und/oder zweite Ventil ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angesteuertes Ventil, welches von einer Offen-Stellung in eine Geschlossen-Stellung reversibel, insbesondere wenigstens im Wesentlichen stufenlos oder in diskreten Abstufungen, insbesondere ohne Zwischenstufen, überführbar ist.
Besonders bevorzugt ist die Ansteuerung des ersten und/oder zweiten Ventils ohne Zwischenstufen, d. h. von einer Geschlossen-Stellung zu einer Offen-Stellung und zurück, insbesondere unter Verwendung der Pulsweitenmodulation zur Ansteuerung des Ventils. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil auf diese Weise einfach bauende Ventile eingesetzt werden können und auch die Ansteuerung der Ventile durch die Steuereinrichtung einfach gehalten werden kann.
Eine stufenlose Ansteuerung oder eine Ansteuerung in diskreten Stufen hat dagegen den Vorteil, dass die ausgebrachte Fluidmenge gut, insbesondere quantisiert, gesteuert werden kann. Die Auswahl des zu verwendenden Ventiltyps richtet sich im Wesentlichen nach der Aufgabenstellung und stellt keine erfinderische Leistung des Fachmannes dar.
Nach einer Ausführung ist wenigstens ein Viertel aller Fluidauslässe der Berieselungsanlage, insbesondere wenigstens die Hälfte aller Fluidauslässe der Berieselungsanlage, insbesondere wenigstens Dreiviertel aller Fluidauslässe der Berieselungsanlage, insbesondere sind alle Fluidauslässe der Berieselungsanlage der ersten Teilmenge, der zweiten Teilmenge oder einer weiteren ventilaufweisenden Teilmenge zugeordnet.
Nach einer Ausführung sind alle Fluidauslässe über Ventile beeinflussbar, insbesondere steuerbar. Nach einer Ausführung ist, insbesondere jedem einzelnen, Fluidauslass exklusiv ein, insbesondere einziges, Ventil zugeordnet, welches, insbesondere ausschließlich, den Fluidvolumenstrom des zugeordneten Fluidauslasses beeinflusst, insbesondere steuert.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, da auf diese Weise einzelne, insbesondere alle, Fluidauslässe für sich beeinflusst, insbesondere gesteuert werden können. Auf diese Weise kann die Fluidausbringungsmenge gut an den individuellen Bedarf des überfahrenen Verteilflächenbereichs angepasst werden.
Nach einer Ausführung besteht die erste Teilmenge und/oder die zweite Teilmenge und/oder eine der weiteren Teilmengen aus einem einzelnen Fluidauslass, welcher ein exklusiv diesem zugeordnetes Ventil aufweist, welches die durch den dem Ventil zugeordneten Fluidauslass auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert.
Nach einer Ausführung besteht zumindest eine, insbesondere mehrere, insbesondere alle, Teilmengen aus einem einzigen Fluidauslass.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, da auf diese Weise einzelne, insbesondere alle, Fluidauslässe für sich beeinflusst, insbesondere gesteuert werden können. Auf diese Weise kann die Fluidausbringungsmenge gut an den individuellen Bedarf des überfahrenen Verteilflächenbereichs angepasst werden.
Nach einer Ausführung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, die Teilmengen, insbesondere in einer vorgegebenen Reihenfolge, wenigstens im Wesentlichen unabhängig voneinander anzusteuern, insbesondere intervallweise anzusteuern, wobei die den Teilmengen zugeordneten Intervalle, in welchen sich das Ventil in der Offen-Stellung befindet, zeitlich wenigstens im Wesentlichen vollständig decken oder zeitlich teilweise decken oder zeitlich nicht decken, insbesondere einzeln und/oder in Gruppen anzusteuern.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, um über den Rohrinnendruck die Fluidausbringungsmenge an einem oder mehreren Fluidauslässen pro Zeiteinheit zu steuern. Insbesondere kann damit erreicht werden, dass auch die stromabwärtigen Fluidausbringungseinrichtungen mit hohem Fluiddruck versorgt werden können, insbesondere ohne die Leistung einer Pumpvorrichtung zu erhöhen.
Nach einer Ausführung steuert die Steuerungseinrichtung die Teilmengen kaskadenartig an, d. h. es wird eine Anzahl an Fluidauslässen in Offen-Stellung, insbesondere im Vorfeld, festgelegt und es wird nur dann eine andere Teilmenge von der Geschlossen-Stellung in Offen-Stellung geschaltet, wenn wenigstens im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt eine in Offen-Stellung befindliche Teilmenge mit derselben Anzahl an Fluidauslässen in die Geschlossen-Stellung überführt wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um den Rohrinnendruck, insbesondere an einem stromaufwärtigen Ende der ersten Rohrleitung, wenigstens im Wesentlichen konstant zu halten. Auf diese Weise kann eine hohe Lebensdauer der Berieselungsanlage erreicht werden.
Nach einer Ausführung weist die Berieselungsanlage weiterhin auf: eine erste verfahrbare Stütze, welche an, insbesondere einem dem Zentralturm gegenüberliegenden Ende, der ersten Rohrleitung angeordnet ist, wobei die verfahrbare Stütze ausgestaltet ist zum Abstützen der ersten Rohrleitung, wobei die Berieselungsanlage insbesondere eine zweite Rohrleitung aufweist, welche um eine zu der Hochachse des Zentralturmes wenigstens im Wesentlichen parallele Achse herum drehbar an, insbesondere einem dem Zentralturm gegenüberliegenden Ende, der ersten Rohrleitung, insbesondere über die erste verfahrbare Stütze gelagert ist und fluidführend mit der ersten Rohrleitung und/oder direkt mit dem Zentralturm verbunden ist, insbesondere aufweisend eine zweite verfahrbare Stütze zum Abstützen der zweiten Rohrleitung, welche an einem der ersten Rohrleitung gegenüberliegenden Ende der zweiten Rohrleitung angeordnet ist; und wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Teilmenge der Fluidauslässe der zweiten Rohrleitung wenigstens im Wesentlichen unabhängig, insbesondere unabhängig, von wenigstens einer anderen Teilmenge der Fluidauslässe der ersten und/oder der zweiten Rohrleitung anzusteuern, wobei die Berieselungsanlage insbesondere eine dritte Rohrleitung aufweist, welche um eine zu der Hochachse des Zentralturmes wenigstens im Wesentlichen parallele Achse herum drehbar an, insbesondere dem der ersten Rohrleitung gegenüberliegenden Ende, der zweiten Rohrleitung, insbesondere über die zweite verfahrbare Stütze, gelagert ist und fluidführend mit der zweiten Rohrleitung und/oder direkt mit dem Zentralturm verbunden ist, insbesondere aufweisend eine zweite verfahrbare Stütze zum Abstützen der zweiten Rohrleitung, welche an einem der ersten Rohrleitung gegenüberliegenden Ende der zweiten Rohrleitung angeordnet ist, insbesondere aufweisend eine dritte verfahrbare Stütze zum Abstützen der dritten Rohrleitung, welche an einem der zweiten Rohrleitung gegenüberliegenden Ende der dritten Rohrleitung angeordnet ist; und wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Teilmenge der Fluidauslässe der dritten Rohrleitung wenigstens im Wesentlichen unabhängig, insbesondere unabhängig, von wenigstens einer anderen Teilmenge der Fluidauslässe der ersten und/oder der zweiten und/oder der dritten Rohrleitung anzusteuern.
Unter einer verfahrbaren Stütze ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum Abstützen wenigstens einer Rohrleitung dient, welche insbesondere zum Bewegen der wenigstens einen Rohrleitung dient. Vorzugsweise ist die verfahrbare Stütze zum Abstützen und/oder Bewegen von zwei oder mehr Rohrleitungen ausgestaltet.
Der oben beschriebene Aufbau ist insbesondere vorteilhaft, weil auf diese Weise die Verteilfläche vervielfacht werden kann.
Nach einer Ausführung weist die erste, zweite und/oder dritte verfahrbare Stütze auf eine Stützeinrichtung mit wenigstens drei Verbindungselementen, eine Rohrhalterung, welche zur lösbaren Verbindung mit der ersten Rohrleitung ausgestaltet ist, welche um eine erste Drehachse drehbar mit dem dritten Verbindungselement der Stützeinrichtung verbunden ist, zwei Bewegungseinrichtungen, welche jeweils mit dem ersten Verbindungselement oder dem zweiten Verbindungselement, der Stützeinrichtung verbunden sind, welche zum Abrollen um je eine dritte Drehachse ausgestaltet sind, wobei wenigstens eine dieser Bewegungseinrichtungen um eine zweite Drehachse drehbar mit der Stützeinrichtung verbunden ist, wobei die zweite Drehachse wenigstens im Wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse angeordnet ist.
Unter einer Stützeinrichtung ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere als Träger bzw. Halter für andere Einrichtungen bzw. Baugruppen der verfahrbaren Stütze dient. Vorzugsweise weist die Stützeinrichtung wenigstens drei Verbindungselemente auf, welche zur Verbindung mit anderen Einrichtungen bzw. Baugruppen der verfahrbaren Stütze dienen, welche vorzugsweise in der Hauptebene E₁ angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Stützeinrichtung mit wenigstens einem oder mehreren Werkstoffen ausgebildet, welche in der folgenden Gruppe aufgeführt sind, welche beinhaltet Metalle, Stahl, verzinkten Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kunststoffe, Keramik, Verbundwerkstoffe, faserverstärkte Polymere, glasfaserverstärkte Kunststoffe, kohlefaserverstärkte Kunststoffe und Holz. Vorzugsweise ist die Stützeinrichtung mit wenigstens zwei drei oder mehr Profilstäben, welche miteinander insbesondere stoffschlüssig verbunden sind, oder als Gussteil ausgebildet. Besonders bevorzugt sind eines oder mehrere dieser Verbindungselemente insbesondere stoffschlüssig mit wenigstens einem dieser Profilstäbe verbunden. Besonders bevorzugt sind mehrere dieser Profilstäbe zu einem Fachwerk miteinander verbunden. Vorzugsweise ist wenigstens eines dieser Verbindungselemente ausgebildet mit einem Teil eines Wälzlagers, einem Bolzen, einer Ausnehmung, einem Durchgangsloch, einem Sackloch, einem Gewinde und/oder einem Teil einer beliebigen Gelenkverbindung bzw. eines beliebigen Gelenks besonders bevorzugt mit einem Schenkwinkel bis 360°.
Unter einer Rohrhalterung ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zu verstehen, welche zur, insbesondere lösbaren, Verbindung mit wenigstens einer, zwei oder mehreren dieser Rohrleitungen ausgestaltet ist, welche um eine erste Drehachse drehbar mit dem dritten Verbindungselement der Stützeinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise dient die Rohrhalterung der fluidleitenden Verbindung zweier dieser Rohrleitungen. Vorzugsweise dient die Rohrhalterung der fluidleitenden Verbindung einer dieser Rohrleitungen mit einer Fluidquelle oder einer Pumpe. Vorzugsweise ist die Rohrhalterung mit wenigstens einem oder mehreren Werkstoffen ausgebildet, welche in der folgenden Gruppe aufgeführt sind, welche beinhaltet Metalle, Stahl, verzinkten Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kunststoffe, Keramik, Verbundwerkstoffe, faserverstärkte Polymere, glasfaserverstärkte Kunststoffe, kohlefaserverstärkte Kunststoffe und Holz. Vorzugsweise ist die Rohrhalterung mit wenigstens einem Profilstab oder als Gussteil ausgebildet. Besonders bevorzugt sind mehrere dieser Profilstäbe zu einem Fachwerk miteinander verbunden. Vorzugsweise ist die Rohrhalterung mit einem Gegenstück zu dem dritten Verbindungselement ausgebildet, besonders bevorzugt mit einem Teil eines Wälzlagers, einem Bolzen, einer Ausnehmung, einem Durchgangsloch, einem Sackloch, einem Gewinde und/oder einem Teil einer beliebigen Gelenkverbindung bzw. eines beliebigen Gelenks besonders bevorzugt mit einem Schwenkwinkel bis 360°. Vorzugsweise ist die Rohrhalterung zur lösbaren, besonders bevorzugt mechanischen und/oder fluidleitenden, Verbindung mit wenigstens einer oder zwei Rohrleitungen einer vorhandenen Berieselungsanlage ausgestaltet.
Unter einer Bewegungseinrichtung ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche die Bewegung der verfahrbaren Stütze sowie der verbundenen Rohrleitung, insbesondere entlang der landwirtschaftlichen Nutzfläche, dient. Die Bewegungseinrichtung ist mit dem ersten Verbindungselement oder dem zweiten Verbindungselement der Stützeinrichtung verbunden. Die wenigstens zwei Bewegungseinrichtungen sind zum Abrollen um jeweils eine dritte Drehachse A₃ ausgestaltet. Wenigstens eine der Bewegungseinrichtungen ist um eine zweite Drehachse A₂ drehbar mit der Stützeinrichtung verbunden. Die zweite Drehachse A₂ ist in der Ausgangslage im Wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse A₁ angeordnet. Vorzugsweise ist die Bewegungseinrichtung mit einem Gegenstück zu dem ersten oder zweiten Verbindungselement ausgebildet, besonders bevorzugt mit einem Teil eines Wälzlagers, einem Bolzen, einer Ausnehmung, einem Durchgangsloch, einem Sackloch und/oder einem Gewinde.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die verfahrbare Stütze zusätzliche Freiheitsgrade aufweist. Indem wenigstens eine der Bewegungseinrichtungen um die zweite Drehachse A₂ drehbar ist, kann die verfahrbare Stütze gelenkt werden. Indem die Rohrhalterung um die erste Drehachse A₁ drehbar ist, kann die zugehörige Rohrleitung auch in eine Richtung bewegt werden, welche von der Senkrechten zur Längsachse der Rohrleitung abweicht. Damit geht eine verbesserte Manövrierbarkeit der verfahrbaren Stütze einher. Durch die verbesserte Manövrierbarkeit der verfahrbaren Stütze kann die zugehörige Rohrleitung auch über Teilflächen einer landwirtschaftlichen Nutzfläche bzw. einer Verteilfläche bewegt werden, welche außerhalb eines kreisförmigen oder rechteckigen Abschnitts der landwirtschaftlichen Nutzfläche bzw. der Verteilfläche liegen.
Nach einer Ausführung ist wenigstens eine dieser Bewegungseinrichtungen ausgebildet mit wenigstens einem Laufrad und/oder mit einer Gleiskette, einem Achsträger, welcher mit dem ersten Verbindungselement oder dem zweiten Verbindungselement verbindbar ist, welcher zum Abstützen, vorzugsweise zum drehbaren Lagern, des Laufrads oder der Gleiskette dient, vorzugsweise einer Antriebseinrichtung, ausgestaltet zum Antrieb der Bewegungseinrichtung, vorzugsweise des Laufrads oder der Gleiskette, wobei vorzugsweise die Antriebseinrichtung einen Elektromotor aufweist, wobei vorzugsweise die Antriebseinrichtung lösbar mit dem Achsträger verbindbar ist.
Vorzugsweise ist das Laufrad mit einer profilierten Lauffläche, besonders bevorzugt mit Gummi ausgebildet. Alternativ ist das Laufrad zur Führung einer Gleiskette wie für einen Kettenantrieb etwa wie bei Baufahrzeugen ausgebildet. Vorzugsweise sind wenigstens zwei dieser Laufräder hintereinander an einem gemeinsamen Achsträger angeordnet.
Vorzugsweise ist der Achsträger mit wenigstens einem Profilträger, besonders bevorzugt mit wenigstens einem U-Profil ausgebildet. Vorzugsweise ist der Achsträger mit wenigstens einem oder mehreren Werkstoffen ausgebildet, welche in der folgenden Gruppe aufgeführt sind, welche beinhaltet Metalle, Stahl, verzinkten Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kunststoffe, Keramik, Verbundwerkstoffe, faserverstärkte Polymere, glasfaserverstärkte Kunststoffe, kohlefaserverstärkte Kunststoffe und Holz. Vorzugsweise ist der Achsträger mit einem Achsschenkel zum Abstützen eines Radlagers ausgebildet. Besonders bevorzugt trägt ein Profilträger das Gegenstück zum ersten oder zweiten Verbindungselement und ein weiterer Profilträger desselben Achsträgers den Achsschenkel.
Vorzugsweise ist wenigstens eine oder beide dieser Bewegungseinrichtungen ausgebildet mit je einer Antriebseinrichtung, ausgestaltet zum Antrieb der Bewegungseinrichtung, vorzugsweise des Laufrads oder der Gleiskette, wobei vorzugsweise die Antriebseinrichtung einen Elektromotor aufweist, wobei vorzugsweise die Antriebseinrichtung lösbar mit dem Achsträger verbindbar ist. Die Antriebseinrichtung dient insbesondere der Bewegung der verfahrbaren Stütze bezüglich der Verteilfläche bzw. der landwirtschaftlichen Nutzfläche. Besonders bevorzugt sind beide dieser Bewegungseinrichtungen mit je einer Antriebseinrichtung ausgebildet. Damit geht insbesondere der Vorteil einher, dass die Traktion zur Bewegung der verfahrbaren Stütze verbessert ist.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die mechanische Belastbarkeit der Bewegungseinrichtung verbessert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Herstellung der Bewegungseinrichtung mit Halbzeugen erfolgen kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass der Wechsel der Bewegungseinrichtung bei einem Defekt vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Traktion zur Bewegung der verfahrbaren Stütze verbessert und/oder die auf die landwirtschaftliche Nutzfläche übertragbare Vortriebskraft vergrößert ist.
Nach einer Ausführung sind zwei dieser Bewegungseinrichtungen jeweils um eine zweite Drehachse A₂ drehbar mit der Stützeinrichtung verbunden, bevorzugt sind die Achsträger der Bewegungseinrichtungen mit einer Koppelstange verbindbar, besonders bevorzugt derart verbindbar, dass die Bewegungseinrichtungen zueinander proportional lenkbar sind, vorzugsweise eine erste Stelleinrichtung, welche ausgestaltet ist zum Lenken wenigstens einer der Bewegungseinrichtungen, besonders bevorzugt zum Stellen wenigstens eines der Achsträger und/oder zum Stellen der Koppelstange, welche mit der Stützeinrichtung und/oder der Bewegungseinrichtung verbindbar ist.
Vorzugsweise sind die Bewegungseinrichtungen, besonders bevorzugt deren Achsträger, mit einer Koppelstange verbindbar, besonders bevorzugt derart verbindbar, dass die Bewegungseinrichtungen zueinander proportional lenkbar sind. Vorzugsweise weist die Koppelstange eine Kulissenführung und/oder eine Zahnstange zur Wechselwirkung mit der nachfolgend dargelegten ersten Stelleinrichtung auf.
Vorzugsweise ist eine erste Stelleinrichtung der verfahrbaren Stütze ausgestaltet zum Lenken wenigstens einer der Bewegungseinrichtungen, besonders bevorzugt ausgestaltet zum Stellen bzw. Lenken wenigstens eines der Achsträger und/oder zum Stellen der Koppelstange. Vorzugsweise ist die erste Stelleinrichtung mit der Stützeinrichtung und/oder der wenigstens einen Bewegungseinrichtung verbindbar. Vorzugsweise ist die erste Stelleinrichtung mit einem Kegelradantrieb und/oder einem Schneckengetriebe ausgebildet.
Vorzugsweise sind beide Bewegungseinrichtungen in entgegengesetzte Drehrichtung und/oder mit entgegengesetzten und gleich großen Lenkwinkeln einlenkbar. Vorzugsweise weisen die Achsschenkel Anlenkpunkte für die Koppelstange auf, wobei diese Anlenkpunkte sich entgegengesetzt bezüglich der Hauptebene erstrecken.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Verteilfläche, auf welcher die Bewegungseinrichtungen während des Betriebs abrollen, verringert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die zweite, hintere Bewegungseinrichtung im Wesentlichen auf derselben Linie bzw. Fahrlinie abrollen kann, wie die erste, vordere Bewegungseinrichtung. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Verdichtung der Verteilfläche bzw. der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf eine kleinere Fläche begrenzt werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass Schlupf in Richtung einer dritten Drehachse verringert werden kann.
Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage, insbesondere nach einer der hier beschriebenen Ausführungen, mit einer Steuerungseinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden, insbesondere wenigstens teilweise automatisierten, Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, aufweist:

(a) Ermitteln eines Verfahrweges der Berieselungsanlage auf Basis einer Verteilflächengeometrie, insbesondere einer, insbesondere nicht-kreisförmigen, Verteilflächenaußengeometrie; und/oder
(b) Erstellen einer Beregnungsprognose, insbesondere auf Basis des Verfahrweges;
(c) Erzeugen von Steuerwerten, insbesondere (Öffnungszeiten und/oder Schließzeiten und/oder Öffnungsgrade von Fluidauslässen, insbesondere für eine erste Teilmenge an Fluidauslässen, wobei ein der ersten Teilmenge der Fluidauslässe zugeordnetes erstes Ventil die durch die erste Teilmenge auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, und für eine zweite Teilmenge an Fluidauslässen, wobei ein der zweiten Teilmenge der Fluidauslässe zugeordnetes zweites Ventil die durch die zweite Teilmenge auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, auf Basis der Beregnungsprognose und/oder des Verfahrweges durch die Steuereinrichtung; und
(d) Durchführen der Beregnung durch die Steuereinrichtung auf Basis der Steuerwerte; und insbesondere
(e) Erfassen von Daten zu dem Beregnungsergebnis und Auswerten dieser Daten, insbesondere zur Anpassung der Beregnungsprognose und/oder der Steuerwerte.

In diesem Schritt werden die Positionen der einzelnen Fluidauslässe zu verschiedenen Zeitpunkten, beispielsweise im Sekundentakt, und/oder zu verschiedenen rotatorischen Positionen im Bereich von 0° bis 360° um die Hochachse des Zentralturmes herum ermittelt. Das Ermitteln des Verfahrweges ist insbesondere vorteilhaft bei dem Betrieb einer Berieselungsanlage mit um die zweite Achse A₂ lenkbaren Stützeinrichtungen, um insbesondere nicht-kreisförmige, Verteilflächen zu realisieren.
Aufbauend auf den Positionen der Fluidauslässe wird nach einer Ausführung eine Beregnungsprognose erstellt. Diese gibt einen Auslastungsgrad einer Teilmenge, insbesondere eines einzelnen Fluidauslasses, insbesondere jedes einzelnen Fluidauslasses, während einer vorgegebenen Zeiteinheit an. Dies wird bevorzugt in einer über die Zeiteinheit gemittelten Auslastung einer Teilmenge, insbesondere des einzelnen Fluidauslasses, insbesondere jedes einzelnen Fluidauslasses, angegeben.
Unter Auslastungsgrad im Sinne der Erfindung ist der Quotient aus benötigter Fluidmenge pro Zeiteinheit und maximal möglicher Fluidmenge in derselben Zeiteinheit zu verstehen.
Aufbauend auf den Auslastungsgraden einer Teilmenge, insbesondere eines einzelnen Fluidauslasses, insbesondere jedes einzelnen Fluidauslasses, werden nach einer Ausführung die Steuerwerte für die Ansteuerung des der Teilmenge, insbesondere dem einzelnen Fluidauslass, insbesondere jedem einzelnen Fluidauslass, zugeordneten Ventil erzeugt.
Hierbei werden die Ventile bevorzugt im Sinne einer Pulsweitenmodulation, insbesondere ausschließlich, zwischen der Geschlossen-Stellung und der Offen-Stellung, geschaltet.
Bei der Erzeugung der Steuerwerte wird nach einer Ausführung für jede Zeiteinheit festgelegt, wann und wie lange welcher Fluidauslass innerhalb des Zeitsegments in der Offen-Stellung und wann und wie lange welcher Fluidauslass innerhalb des Zeitsegments in der Geschlossen-Stellung betrieben wird. Auch eine Aufteilung der Zeitspanne in der Offen-Stellung innerhalb des Zeitsegmentes in zwei durch eine Zeitspanne in der Geschlossen-Stellung getrennte Abschnitte ist möglich.
Die Beregnungsprognose kann dabei nach einer Ausführung analytisch und/oder heuristisch und/oder numerisch ermittelt werden.
Im nächsten Schritt wird die Beregnung auf Basis der Steuerwerte durchgeführt.
Nach einer bevorzugten Ausführung werden vor und/oder während und/oder nach der Berieselung Messwerte aufgenommen, welche Rückschlüsse auf den Berieselungserfolg zulassen, insbesondere ein Feuchtegrad des Bodens, eine aufgebrachte Fluidmenge, ein Fluidbedarf einer Pflanze oder dergleichen. Hierzu weist die Berieselungsanlage nach einer Ausführung Feuchtesensoren und/oder optische Sensoren zur Überwachung der Pflanzen auf.
Diese Messwerte werden bei der Erstellung der Beregnungsprognose und/oder der Erzeugung der Steuerwerte verwendet, um beispielsweise die Ausbringungsmenge bei der nächsten Umdrehung der Anlage um die Hochachse zu optimieren.
Eine Verwendung des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens und der nachfolgend beschriebenen Ausführungen betrifft den Einsatz bei mobilen Berieselungsanlagen, wie sie beispielsweise von einer Zugmaschine, insbesondere einem Traktor, bewegt, insbesondere getragen und/oder gezogen, werden.
Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens zum Betrieb der Berieselungsanlage
Nach einer Ausführung werden beim Erstellen der Beregnungsprognose geologische Restriktionen der Verteilfläche und/oder Einspeisungsrestriktionen des zu verteilenden Fluids und/oder Restriktionen einer Pumpvorrichtung der Berieselungsanlage und/oder mechanische Restriktionen der Berieselungsanlage berücksichtigt.
Nach einer Ausführung weist der Schritt (b) auf:

(b1) Erstellen einer Beregnungsprognose aufweisend ein Bergnungsprofil und ein Bewegungsprofil zur Bestimmung des maximal möglichen Niederschlags bei Höchstgeschwindigkeit; und/oder
(b2) Optimieren, insbesondere heuristisches Optimieren, insbesondere numerisches Optimieren, eines Bergnungsprofils, insbesondere unter Berücksichtigung wenigstens einer der im vorangegangenen Anspruch angeführten Restriktionen, insbesondere auf Basis der in Schritt (b1) erstellten Beregnungsprognose; und/oder
(b3) Optimieren, insbesondere heuristisches Optimieren, insbesondere numerisches Optimieren, eines Bewegungsprofils, insbesondere unter Berücksichtigung wenigstens einer der im vorangegangenen Anspruch angeführten Restriktionen, insbesondere auf Basis der in Schritt (b1) erstellten Beregnungsprognose und/oder auf Basis des in Schritt (b2) optimierten Beregnungsprofils.

Nach einer Ausführung wird beim Erzeugen der Steuerwerte eine gewünschte Niederschlagsmenge und/oder wenigstens eine Umweltstörgröße, insbesondere eine Windstärke und/oder eine Windrichtung und/oder eine Niederschlagsmenge und/oder wenigstens ein Hindernis auf der Verteilfläche oder dergleichen, und/oder ein Beregnungszeitfenster und/oder eine Beregnungsstartzeit und/oder eine Beregnungsendzeit berücksichtigt wird.
Nach einer Ausführung veranlassen die Steuerwerte die Berieselungsanlage dazu, die Teilmengen, insbesondere in einer vorgegebenen Reihenfolge, wenigstens im Wesentlichen unabhängig voneinander anzusteuern, insbesondere intervallweise anzusteuern, wobei den Teilmengen zugeordnete Intervalle, in welchen sich das Ventil in der Offen-Stellung befindet, zeitlich wenigstens im Wesentlichen vollständig decken oder zeitlich teilweise decken oder zeitlich nicht decken, insbesondere einzeln und/oder in Gruppen anzusteuern.
Für die Vorzüge und weitere bevorzugte Ausführungen wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung verwiesen, welche für das Verfahren in gleicher Weise gelten.
Nach einer Ausführung weist Schritt (c) die beiden Teilschritte auf:

(c1) Bestimmen des durch einen definierten Fluidauslass auszubringenden Fluidvolumens in einem definierten Zeitsegment; und
(c2) Bestimmen eines Zeitfensters, in welchem das Ventil des definierten Fluidauslasses in einer Offen-Stellung, insbesondere mit einem definierten Öffnungsgrad, betrieben wird, innerhalb des Zeitsegments.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:
1 schematisch eine Berieselungsanlage mit einer dieser verfahrbaren Stützen zu verschiedenen Zeitpunkten auf einer Verteilfläche,
2 schematisch eine weitere Berieselungsanlage mit einer dieser verfahrbaren Stützen zu verschiedenen Zeitpunkten auf einer Verteilfläche,
3 schematisch eine weitere Berieselungsanlage mit einer dieser verfahrbaren Stützen auf einer Verteilfläche mit einem Hindernis,
4 schematisch zwei Ansichten der Berieselungsanlage gemäß 3 beim Umfahren eines Hindernisses,
5 schematisch eine weitere Ansicht der Berieselungsanlage gemäß 3,
6 schematisch eine weitere Ansicht der Berieselungsanlage gemäß 3, beim Umfahren eines Hindernisses,
7 schematisch und perspektivisch eine Berieselungsanlage mit mehreren verfahrbaren Stützen gemäß einer der 10–14,
8 schematisch und perspektivisch eine Rohrleitung mit einer Mehrzahl an Fluidauslässen zwischen zwei verfahrbaren Stützen,
9 schematisch und perspektivisch einen Ausschnitt der Rohrleitung mit einer Mehrzahl an Fluidauslässen zwischen zwei verfahrbaren Stützen gemäß 8,
10 schematisch eine verfahrbare Stütze,
11 schematisch eine bevorzugte Weiterbildung der verfahrbaren Stütze,
12 schematisch und perspektivisch die verfahrbare Stütze gemäß 11,
13 schematisch und perspektivisch eine andere Ansicht der verfahrbaren Stütze gemäß 11,
14 schematisch und perspektivisch eine andere Ansicht der verfahrbaren Stütze gemäß 11, und
15 schematisch ein Blockschaltbild/Flussdiagramm einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb der Berieselungsanlage.
1 zeigt schematisch eine Berieselungsanlage 20 mit einer ersten verfahrbaren Stütze 1, einer zweiten verfahrbaren Stütze 1a und einer dritten verfahrbaren Stütze 1b in verschiedenen Zuständen bzw. zu verschiedenen Zeitpunkten I und II auf einer Verteilfläche 22. Die verfahrbaren Stützen 1, 1a, 1b stützen eine erste Rohrleitung 2, eine zweite Rohrleitung 2a und eine dritte Rohrleitung 2b. Die Rohrleitung 2 ist mit einem unabhängigen Zentralturm 21 verbunden. Die Berieselungsanlage bzw. die innere Rohrleitung 2 werden aus dem Zentralturm mit dem zu verteilenden Fluid, hier beispielhaft Wasser, versorgt. Die Rohrleitungen 2, 2a, 2b weisen jeweils einige Fluidauslässe entlang der jeweiligen Längsachse auf.
Die Verteilfläche 22 ist mehreckig und weist eine kreisförmige Teilfläche auf. Mit der Berieselungsanlage sind auch Teilflächen der Verteilfläche mit dem Fluid versorgbar, welche außerhalb der kreisförmigen Teilfläche liegen.
Zum Zeitpunkt I bilden die Rohrleitungen 2b und 2a bzw. deren Längsachsen einen Winkel α < 95°, damit die äußere verfahrbare Stütze 1b nicht über den linken Rand der Verteilfläche 22 hinaus fährt.
Zum Zeitpunkt II bilden die Rohrleitungen 2b und 2a bzw. deren Längsachsen einen Winkel α > 110°, damit die äußere verfahrbare Stütze 1b bis an den unteren Rand der Verteilfläche 22 fahren kann.
Es ist nicht dargestellt, dass dieser Winkel α zeitweise, insbesondere wenn die äußere verfahrbare Stütze entlang des Rands der Verteilfläche nahe einer Ecke fahren soll, bis 180° betragen kann.
Für das Befahren der verschiedenen Fahrlinien gibt die Steuereinrichtung den verfahrbaren Stützen 1a, 1b geeignete Geschwindigkeitsvektoren, Abrollgeschwindigkeiten und Lenkwinkel vor. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung, insbesondere bei Fahrt entlang einer bogenförmigen Fahrlinie, der Betrag des Geschwindigkeitsvektors der äußeren verfahrbaren Stütze 1c größer vorgegeben sein, als der Betrag des Geschwindigkeitsvektors der mittleren verfahrbaren Stütze 1b.
2 zeigt schematisch eine weitere Berieselungsanlage 20 mit den drei verfahrbaren Stützen 1, 1a, 1b in verschiedenen Zuständen bzw. zu verschiedenen Zeitpunkten I und II auf einer Verteilfläche 22. Die verfahrbare Stützen stützen die drei Rohrleitungen 2, 2a, 2b.
Mit einer gestrichelten Linie ist eine unabhängige Fluidversorgungsleitung dargestellt, aus welche die Rohrleitung 2 versorgt wird. Die Rohrleitungen weisen jeweils einige Fluidauslässe entlang der jeweiligen Längsachse auf.
Die Verteilfläche 22 ist mehreckig. Innerhalb der Grenzen der Verteilfläche können mehrere kreisförmige Teilflächen angeordnet werden. Mit der Berieselungsanlage sind auch Teilflächen der Verteilfläche mit dem Fluid versorgbar, welche außerhalb einer dieser kreisförmigen Teilflächen liegen.
Zu den Zeitpunkten I und II bilden die Rohrleitungen 2b und 2a bzw. deren Längsachsen einen Winkel α < 95°, damit die äußere verfahrbare Stütze 1b nicht über den unteren bzw. linken Rand der Verteilfläche 22 hinaus fahren.
Es ist nicht dargestellt, dass dieser Winkel α zeitweise, insbesondere wenn die äußere verfahrbare Stütze entlang des Rands der Verteilfläche nahe einer Ecke fahren soll, bis 180° betragen kann.
Für das Befahren der verschiedenen Fahrlinien gibt die Steuereinrichtung den verfahrbaren Stützen 1, 1a, 1b geeignete Geschwindigkeitsvektoren, Abrollgeschwindigkeiten und Lenkwinkel vor. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung, insbesondere bei Fahrt entlang einer bogenförmigen Fahrlinie, der Betrag des Geschwindigkeitsvektors der äußeren verfahrbaren Stütze 1c größer vorgegeben sein, als der Betrag des Geschwindigkeitsvektors der mittleren verfahrbaren Stütze 1b.
Zur im Wesentlichen bogenförmigen Fahrt zu Zeitpunkt I sind die Bewegungseinrichtungen der inneren verfahrbaren Stütze 1 jeweils um 90° gegenüber der Hauptebene der Stützeinrichtung abgewinkelt. Dabei kann die innere verfahrbare Stütze auf der Stelle um die erste Drehachse rotieren.
Anschließend wird der inneren verfahrbaren Stütze 1 ein Geschwindigkeitsvektor zur Fahrt entlang der unabhängigen Fluidversorgungsleitung vorgegeben, somit zur Translation.
Zum Zeitpunkt II wird die innere verfahrbare Stütze 1 wieder zur Rotation angesteuert.
3 zeigt schematisch eine weitere Berieselungsanlage 20 mit fünf verfahrbaren Stützen und fünf Rohrleitungen auf einer Verteilfläche 22 mit einem Hindernis 24, beispielsweise einer Baumgruppe oder einer Grube. In die Verteilfläche 22 ist ein Polarkoordinatensystem gelegt. Der Koordinatenursprung 25 ist in den Zentralturm 21 gelegt. Das Hindernis erstreckt sich etwa zwischen 135° und 180°. Innerhalb dieses Winkelbereichs sind die Rohrleitungen der Berieselungsanlage zueinander angewinkelt, damit die äußere verfahrbare Stütze das Hindernis umfahren kann.
4 zeigt schematisch zwei Ansichten der Berieselungsanlage 20 gemäß 3 beim Umfahren eines Hindernisses 24.
Im Zeitpunkt I, in der Figur oben dargestellt. sind die fünf Rohrleitungen ausgestreckt und die Winkel α zwischen je zwei der Längsachsen betragen nahezu 180°. Im Zeitpunkt I beträgt die Breite des Streifens, über welchen das Fluid abgegeben werden kann, hingegen etwa 400 m.
Im Zeitpunkt II, in der Figur unten dargestellt, ist die Berieselungsanlage entsprechend 3 bis auf eine Breite von etwa 150 m zusammengezogen. Die Winkel α zwischen je zwei der Längsachsen betragen weniger als 50°.
5 zeigt schematisch eine weitere Ansicht der Berieselungsanlage gemäß 3. Markiert ist der Winkel α zwischen den Rohrleitungen 2, 2a, wobei der Winkel α in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Drehachse der verfahrbaren Stütze 1 angeordnet ist.
6 zeigt schematisch eine weitere Ansicht der Berieselungsanlage gemäß 8, beim Umfahren eines Hindernisses 24. Die Verteilfläche 22 weist abschnittsweise einen Hang auf. Oben in der Figur erstreckt sich die Berieselungsanlage vom Zentralturm 21 entlang des Hangs bis zur Hochfläche. Unten in der Figur ist die Berieselungsanlage zusammengezogen, um das Hindernis umfahren zu können.
7 zeigt schematisch und perspektivisch eine Berieselungsanlage 20 mit mehreren verfahrbaren Stützen 1, 1a, 1b gemäß einer der 10–14. Die Rohrleitungen 2, 2a, 2b sind jeweils mit einem Fachwerk abgestützt und bogenförmig ausgebildet. Die Rohrleitungen 2, 2a, 2b sind miteinander fluidleitend verbunden. Auf der Verteilfläche ist ein Zentralturm 21 positioniert. Mit dem Zentralturm ist ein Ende einer ersten Rohrleitung 2 verbunden. Das andere Ende der ersten Rohrleitung 2 ist durch die verfahrbare Stütze 1 abgestützt. Dieselbe verfahrbare Stütze 1 sowie eine zweite dieser verfahrbaren Stützen 1a stützen die zweite Rohrleitung 2a ab. Die zweite verfahrbare Stütze 1a und die dritte verfahrbare Stütze 1b stützen die dritte Rohrleitung 2b ab. Die Winkel α zwischen je zwei dieser Rohrleitungen betragen jeweils im Wesentlichen 180°. Vorliegend ist die Verteilfläche im Wesentlichen eben, sodass auch die Winkel β zwischen je zwei dieser Rohrleitungen jeweils im Wesentlichen 180° betragen. Die Berieselungsanlage 20 wird aus dem Zentralturm 21 mit dem zu verteilenden Fluid versorgt.
8 zeigt schematisch und perspektivisch eine Rohrleitung mit einer Mehrzahl an Fluidauslässen zwischen zwei verfahrbaren Stützen 1a, 1b und 9 zeigt einen Ausschnitt der 8. Die Rohrleitung 2b ist in einer Trägerkonstruktion gehalten. Nach einer Ausführung (nicht dargestellt) werden in der Trägerkonstruktion eine Mehrzahl an Rohrleitungen geführt, insbesondere für unterschiedliche Fluide, wie zum Beispiel Wasser, Dünger, Pestizid oder dergleichen. In diesem Zusammenhang wird auf die zum Anmeldezeitpunkt der vorliegenden Anmeldung noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2016 201 107.3 derselben Anmelderin verwiesen, deren Offenbarung hiermit durch die Referenzierung in vollem Umfang mit aufgenommen ist. Wenigstens eine der dort dargestellten Berieselungsanlagen kann mit der vorliegenden Erfindung kombiniert werden. Die Fluidauslässe 6 der 8 und 9 sind wenigstens im Wesentlichen äquidistant über die Länge der Rohrleitung 2b verteilt. Jede der gezeigten Fluidauslässe 6 weist ein eigenes Ventil 17, 17a, 17b auf, welches exklusiv die durch den dem Ventil 17, 17a, 17b zugeordneten Fluidauslass 6 auf die Verteilfläche 22 aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert. Jeder Fluidauslass 6 stellt somit eine, insbesondere ventilaufweisende, Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen 6 im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
10 zeigt schematisch die verfahrbare Stütze 1. Sie ist mit einer Stützeinrichtung 3 ausgebildet, welche vorzugsweise drei Verbindungselemente 7, 7a, 7b aufweist. Die verfahrbare Stütze ist mit einer Rohrhalterung ausgebildet, welche zur lösbaren Verbindung mit wenigstens einer dieser Rohrleitungen ausgestaltet ist, welche um eine erste Drehachse A, drehbar ist, welche vorzugsweise dem dritten Verbindungselement 7b, der Stützeinrichtung verbunden ist. Die verfahrbare Stütze ist mit zwei Bewegungseinrichtungen 5, 5a ausgebildet, welche jeweils mit, vorzugsweise dem ersten Verbindungselement 7 oder dem zweiten Verbindungselement 7a, der Stützeinrichtung 3 verbunden sind, welche vorzugsweise zum Abrollen um je eine dritte Drehachse A₃ ausgestaltet sind, wobei wenigstens eine dieser Bewegungseinrichtungen um eine zweite Drehachse A₂ drehbar mit der Stützeinrichtung verbunden ist, wobei die zweite Drehachse A₂ im Wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse A₁ angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Stützeinrichtung mit zwei metallischen Profilstäben ausgebildet. Der erste Profilstab hält die drei Verbindungselemente. Vorzugsweise sind die Bewegungseinrichtungen mit Rädern und Achsträgern ausgebildet. Vorzugsweise sind das erste und dritte Verbindungselement als Drehlagerungen ausgebildet. Vorzugsweise sind die drei Verbindungselemente in einer Hauptebene angeordnet. Vorzugsweise sind die erste Drehachse und die zweite Drehachse parallel zu der Hauptebene angeordnet.
Die 10 zeigt oben eine Seitenansicht und unten eine Draufsicht auf die verfahrbare Stütze.
11 zeigt schematisch eine bevorzugte Weiterbildung der verfahrbaren Stütze.
Gegenüber der verfahrbaren Stütze gemäß der 10 bzw. deren Stützeinrichtung 3 sind beide Bewegungseinrichtungen 5, 5a lenkbar. Die Achsträger 10, 10a der Bewegungseinrichtungen sind mit einer Koppelstange 12 verbunden. Eine erste Stelleinrichtung 13 ist mit einem Elektromotor ausgebildet und ausgestaltet, die Bewegungseinrichtungen über die Koppelstange und die Achsträger zu lenken. Die Koppelstange 12 ist mit einer Kulissenführung und/oder einer Zahnstange zur Wechselwirkung mit der ersten Stelleinrichtung 13 ausgebildet. Die Bewegungseinrichtungen weisen jeweils eine Antriebseinrichtung auf, welche mit einem Elektromotor ausgebildet sind. Die Achsträger sind mit der Koppelstange verbunden zur proportionalen Lenkung mit entgegengesetzten Lenkwinkeln.
Das dritte Verbindungselement 7c ist mit einem Drehkranz ausgebildet und zwischen die Rohrhalterung 4 und die Stützeinrichtung 3 eingefügt. Der Drehkranz ist mit der Rohrhalterung und der Stützeinrichtung verbunden. Der Drehkranz ist auf einer Montageplatte der Stützeinrichtung 3 montiert.
Die Rohrhalterung 4 weist ein Gelenkstützelement 9 und zwei Gelenkeinrichtungen 8, 8a auf. Das Gelenkstützelement ist mit dem Drehkranz verbunden. Eine erste der Gelenkeinrichtungen 8, welche zum Abwinkeln in der Winkelebene E₂ dient, weist ein Anschlagelement 14 auf. Das Anschlagelement ist mit zwei Zugstangen ausgebildet, welche mit dem Gelenkstützelement verbunden sind. Die erste Gelenkeinrichtung 8 ist zum Abwinkeln um die vierte Drehachse ausgebildet. Die vierte Drehachse ist im Wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse angeordnet. Die zweite Gelenkeinrichtung 8a ist zum Abwinkeln um die fünfte Drehachse ausgebildet. Die fünfte Drehachse ist im Wesentlichen senkrecht zu der ersten bzw. vierten Drehachse angeordnet.
Die Rohrhalterung 4 weist zwei im Wesentlichen rohrförmige Rohrverbindungsabschnitte 15, 15a auf. Die Rohrverbindungsabschnitte dienen der mechanischen und fluidleitenden Verbindung jeweils mit einer Rohrleitung. Die Rohrverbindungsabschnitte sind mit den Gelenkeinrichtungen verbunden. Die Rohrverbindungsabschnitte weisen jeweils einen Flansch zur Verbindung mit je einer Rohrleitung auf.
Die Stützeinrichtung mit ist einem Fachwerk, vorzugsweise mit Metallstäben, ausgebildet zur verbesserten Aufnahme von Kräften aus dem Betrieb der verfahrbaren Stütze. Einige Metallstäbe sind entsprechend Sprossen einer Leiter ausgebildet für vereinfachte Montage der Rohrleitungen und/oder für vereinfachte Wartung des Drehkranzes und der Gelenkeinrichtungen.
12, 13 und 14 zeigen schematisch und perspektivisch andere Ansichten der verfahrbaren Stütze gemäß 11.
15 zeigt schematisch ein Blockschaltbild bzw. Flussdiagramm einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 1000 zum Betrieb der Berieselungsanlage.
Ein Benutzer B gibt einem Programmodul zum Ermitteln des Verfahrwegs 200 Informationen über den Verteilflächenaußenrand und/oder die, insbesondere dreidimensionale, Geometrie der Verteilfläche 110 und über den mechanischen Aufbau der Berieselungsanlage 120 vor. Hieraus ermittelt das Programmodul 200 den Verfahrweg der Berieselungsanlage, insbesondere als Sollwerte, aufweisend Positionen und Geschwindigkeiten, für alle Zustände der Berieselungsanlage 20, insbesondere in geschlossener mathematischer Form.
In diesem Schritt 200 werden nach einer Ausführung die Positionen der einzelnen Fluidauslässe 6 zu verschiedenen Zeitpunkten, beispielsweise im Sekundentakt, und/oder zu verschiedenen rotatorischen Positionen im Bereich von 0° bis 360° um die Hochachse des Zentralturmes herum ermittelt. Das Ermitteln des Verfahrweges ist insbesondere vorteilhaft bei dem Betrieb einer Berieselungsanlage mit um die zweite Achse A₂ lenkbaren Stützeinrichtungen, um insbesondere nicht-kreisförmige, Verteilflächen zu realisieren.
Von einem Software-Experten C, welcher identisch sein kann mit dem Benutzer B, wird ein numerisches Raster 180 vorgegeben, welches angibt in welcher Auflösung die Verteilfläche für eine nachfolgende Beregnunsgsprognose 300 diskretisiert werden soll. In das Programmodul zum Erstellen der Beregnungsprognose fließen das soeben erläuterte numerische Raster 180, die Sollwerte des Verfahrweges von Programmodul 200 sowie von Seiten des Benutzers B Angaben über eine maximale Einspeisungsmenge und/oder einen maximalen Einspeisungsdruck 130, welcher durch die zur Verfügung stehende Fluidquelle und/oder die Pumpvorrichtung vorgegeben sein können, Fluidauslassprofile 140, insbesondere für jeden einzelnen Fluidauslass 6 der Berieselungsanlage sowie ein Niederschlagsprofil 150 der Verteilfläche 22, in welchem Angaben zur Bodenbeschaffenheit und/oder den zu versorgenden Pflanzen zusammengefasst sind. Das Programmodul 300 zum Erstellen der Beregnungsprognose führt folgende Schritte aus:
Erstellen einer Beregnungsprognose 310 aufweisend ein Bergnungsprofil und ein Bewegungsprofil zur Bestimmung des maximal möglichen Niederschlags bei Höchstgeschwindigkeit; und/oder
Optimieren 320, insbesondere heuristisches Optimieren, insbesondere numerisches Optimieren, eines Beregnungsprofils, insbesondere unter Berücksichtigung wenigstens einer der im vorangegangenen Anspruch angeführten Restriktionen, insbesondere auf Basis der in Schritt 310 erstellten Beregnungsprognose; und/oder
Optimieren 330, insbesondere heuristisches Optimieren, insbesondere numerisches Optimieren, eines Bewegungsprofils, insbesondere unter Berücksichtigung wenigstens einer der im vorangegangenen Anspruch angeführten Restriktionen, insbesondere auf Basis der in Schritt 310 erstellten Beregnungsprognose und/oder auf Basis des in Schritt 320 optimierten Beregnungsprofils.
Die Beregnungsprognose kann dabei nach einer Ausführung analytisch und/oder heuristisch und/oder numerisch ermittelt werden.
Das Programmodul 300 überträgt die Beregnungsprognose an ein Programmodul 400 zum Erzeugen von Steuerwerten, insbesondere für die Berieselung, insbesondere Öffnungszeiten und/oder Schließzeiten und/oder Öffnungsgrade von Fluidauslässen, und/oder Steuerwerten für die Bewegung von Teilen der Berieselungsanlage, insbesondere Verfahrgeschwindigkeiten, Fahrtrichtungswinkel und/oder Vortriebszeitfenster. Unter Berücksichtigung von Eingaben des Benutzers B zur gewünschten Niederschlagsmenge 160 und optional einer gewünschten Beregnungszeit 170, insbesondere ein Beregnungszeiffenster und/oder eine Beregnungsstartzeit und/oder eine Beregnungsendzeit, sowie unter Berücksichtigung von Störgrößen 190, wie zum Beispiel Hindernisse und/oder Unebenheiten in bzw. auf der Verteilfläche 22 und/oder Bodenbeschaffenheiten und/oder Windrichtung und/oder -stärke und/oder natürlichem Niederschlag, erzeugt das Programmodul 400, insbesondere in Echtzeit, Steuerwerte für jede einzelne Teilmenge der Fluidauslässe 6, insbesondere für jede einzelne Düse und/oder Steuerwerte für die Bewegung von Teilen der Berieselungsanlage, insbesondere Verfahrgeschwindigkeiten, Fahrtrichtungswinkel und/oder Vortriebszeitfenster.
Das Programmodul 400 zum Erzeugen von Steuerwerten führt folgende Schritte aus:
Bestimmen des durch einen definierten Fluidauslass auszubringenden Fluidvolumens in einem definierten Zeitsegment; und
Bestimmen eines Zeitfensters, in welchem das Ventil des definierten Fluidauslasses in einer Offen-Stellung, insbesondere mit einem definierten Öffnungsgrad, betrieben wird, innerhalb des Zeitsegments.
Die erzeugten Steuerwerte werden an ein Programmodul 500 zur Durchführung der Beregnung übertragen.
Bei der Erzeugung der Steuerwerte wird nach einer Ausführung für jede Zeiteinheit festgelegt, wann und wie lange welcher Fluidauslass innerhalb des Zeitsegments in der Offen-Stellung und wann und wie lange welcher Fluidauslass innerhalb des Zeitsegments in der Geschlossen-Stellung betrieben wird. Auch eine Aufteilung der Zeitspanne in der Offen-Stellung innerhalb des Zeitsegmentes in zwei durch eine Zeitspanne in der Geschlossen-Stellung getrennte Abschnitte ist möglich.
Nach einer Ausführung veranlassen die Steuerwerte die Berieselungsanlage 20 dazu, die Teilmengen, insbesondere in einer vorgegebenen Reihenfolge, wenigstens im Wesentlichen unabhängig voneinander anzusteuern, insbesondere intervallweise anzusteuern, wobei den Teilmengen zugeordnete Intervalle, in welchen sich das Ventil in der Offen-Stellung befindet, zeitlich wenigstens im Wesentlichen vollständig decken oder zeitlich teilweise decken oder zeitlich nicht decken, insbesondere einzeln und/oder in Gruppen anzusteuern.
Nach einer Ausführung werden die Ventile 6 bevorzugt im Sinne einer Pulsweitenmodulation, insbesondere ausschließlich, zwischen der Geschlossen-Stellung und der Offen-Stellung, geschaltet.
Während der Durchführung der Beregnung 500 werden die einzelnen Teilmengen, insbesondere die einzelnen Fluidauslässe, geschaltet 510, wodurch ein Aufbringen 520 von Niederschlag erfolgt.
Nach einer bevorzugten Ausführung werden vor und/oder während und/oder nach der Berieselung Messwerte aufgenommen, welche Rückschlüsse auf den Berieselungserfolg zulassen, insbesondere ein Feuchtegrad des Bodens, eine aufgebrachte Fluidmenge, ein Fluidbedarf einer Pflanze oder dergleichen. Hierzu weist die Berieselungsanlage nach einer Ausführung Feuchtesensoren und/oder optische Sensoren zur Überwachung der Pflanzen auf.
Diese Messwerte werden bei der Erstellung der Beregnungsprognose, insbesondere zur Verfeinerung und/oder Aktualisierung des Niederschalgsprofils 150 der Verteilfläche 22, und/oder bei der Erzeugung der Steuerwerte, insbesondere zur Verfeinerung und/oder Aktualisierung des gewünschten Niederschlags 160 auf der Verteilfläche 22, verwendet, um beispielsweise die Ausbringungsmenge bei der nächsten Umdrehung der Anlage um die Hochachse zu optimieren.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b: Verfahrbare Stütze
2, 2a, 2b: Rohrleitung
3: Stützeinrichtung
4, 4a: Rohrhalterung
5, 5a: Bewegungseinrichtung
6: Fluidauslass
7, 7a, 7b: Verbindungselement, Teil der Stützeinrichtung
8, 8a: Gelenkeinrichtung der Rohrhalterung
9: Gelenkstützelement der Rohrhalterung
10, 10a: Achsträger der Bewegungseinrichtung
11, 11a: Antriebseinrichtung der Bewegungseinrichtung
12: Koppelstange für Achsträger
13: erste Stelleinrichtung zum Lenken einer Bewegungseinrichtung
14, 14a: Anschlagelement
15, 15a, 15b: Rohrverbindungsabschnitt der Rohrhalterung
16: zweite Stelleinrichtung zum Stellen eines der Rohrverbindungsabschnitte
17, 17a, 17b: Ventil
20: Berieselungsanlage
21: Zentralturm
22: Verteilfläche, landwirtschaftliche Nutzfläche
23: Steuereinrichtung der Berieselungsanlage
24: Hindernis
25: Koordinatenursprung
1000: Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage
110: Verteilflächenaußenrand und/oder -kontur
120: Mechanischer Aufbau der Berieselungsanlage
130: maximale Einspeisungsmenge und/oder -druck
140: Fluidauslassprofile
150: Niederschlagsprofil der Verteilfläche
160: Gewünschte Niederschlag
170: Beregnungszeit
180: Numerisches Raster
190: Störgrößen
200: Ermitteln des Verfahrweges
300: Erstellen der Beregnungsprognose
310: erste Beregnungsprognose
320: Optimierung
400: Erzeugen von Steuerwerten
410: Bestimmen des auszubringenden Fluidvolumens pro Zeitsegment
420: Bestimmen des Ausbringungszeitfensters innerhalb des Zeitsegments
500: Durchführen der Beregnung
510: Schalten der Ventile
520: Aufbringen des Niederschlags
E₁: Hauptebene mit Verbindungselementen
E₂: Winkelebene, in welcher die Schenkel des Winkels α angeordnet sind
A₁: erste Drehachse durch die Rohrhalterung
A₂: zweite Drehachse durch die Bewegungseinrichtung
A₃: dritte Drehachse, um welche die Bewegungseinrichtung abrollen kann
A₄: vierte Drehachse durch die Rohrhalterung
A₅: fünfte Drehachse durch die Rohrhalterung
B: Benutzer
C: Software-Experte
α: Winkel zwischen zwei dieser Rohrleitungen, die Schenkel des Winkels sind in der Winkelebene E₂ angeordnet
β: Winkel zwischen zwei dieser Rohrleitungen in einer Ebene senkrecht zu der Winkelebene E₂
I: Zustand 1
II: Zustand 2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013010967 A1 [0004]
DE 102016201107 [0106]

Claims

Berieselungsanlage (20), vorzugsweise ausgestaltet zum Verteilen eines Fluids auf einer Verteilfläche (22), aufweisend: einen Zentralturm (21) mit einer Hochachse; eine erste Rohrleitung (2), welche um die Hochachse des Zentralturmes (21) herum drehbar an diesem gelagert ist und fluidführend mit diesem verbunden ist; eine Mehrzahl an Fluidauslässen (6), welche an der ersten Rohrleitung (2) angeordnet ist; und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Fluidauslässe (6); dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen (6) ein dieser Teilmenge zugeordnetes erstes Ventil (17) aufweist, welches die durch die dem ersten Ventil (17) zugeordnete erste Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen (6) auf die Verteilfläche (22) aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert; eine von der ersten Teilmenge verschiedene zweite Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen (6) ein dieser Teilmenge zugeordnetes zweites Ventil (17a) aufweist, welches die durch die dem zweiten Ventil (17a) zugeordnete zweite Teilmenge der Mehrzahl an Fluidauslässen (6) auf die Verteilfläche (22) aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert; und die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das die erste Teilmenge über das erste Ventil (17) und die zweite Teilmenge über das zweite Ventil (17a) wenigstens im Wesentlichen unabhängig, insbesondere unabhängig, voneinander anzusteuern.
Berieselungsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das erste und/oder zweite Ventil (17, 17a) ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angesteuertes Ventil ist, welches von einer Offen-Stellung in eine Geschlossen-Stellung reversibel, insbesondere wenigstens im Wesentlichen stufenlos oder in diskreten Abstufungen, insbesondere ohne Zwischenstufen, überführbar ist.
Berieselungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Viertel aller Fluidauslässe (6) der Berieselungsanlage (20), insbesondere wenigstens die Hälfte aller Fluidauslässe (6) der Berieselungsanlage (20), insbesondere wenigstens Dreiviertel aller Fluidauslässe (6) der Berieselungsanlage (20), insbesondere alle Fluidauslässe (6) der Berieselungsanlage (20), der ersten Teilmenge, der zweiten Teilmenge oder einer weiteren ventilaufweisenden Teilmenge zugeordnet sind.
Berieselungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Teilmenge und/oder die zweite Teilmenge und/oder eine der weiteren Teilmengen aus einem einzelnen Fluidauslass (6) besteht, welcher ein exklusiv diesem zugeordnetes Ventil (17) aufweist, welches die durch den dem Ventil (17) zugeordneten Fluidauslass auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert.
Berieselungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Teilmengen, insbesondere in einer vorgegebenen Reihenfolge, wenigstens im Wesentlichen unabhängig voneinander anzusteuern, insbesondere intervallweise anzusteuern, wobei die den Teilmengen zugeordneten Intervalle, in welchen sich das Ventil (17, 17a) in der Offen-Stellung befindet, zeitlich wenigstens im Wesentlichen vollständig decken oder zeitlich teilweise decken oder zeitlich nicht decken, insbesondere einzeln und/oder in Gruppen anzusteuern.
Berieselungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: eine erste verfahrbare Stütze (1), welche an, insbesondere einem dem Zentralturm (21) gegenüberliegenden Ende, der ersten Rohrleitung (2) angeordnet ist, wobei die verfahrbare Stütze (1) ausgestaltet ist zum Abstützen der ersten Rohrleitung (2); wobei die Berieselungsanlage (20) insbesondere eine zweite Rohrleitung (2a) aufweist, welche um eine zu der Hochachse des Zentralturmes (21) wenigstens im Wesentlichen parallele Achse herum drehbar an, insbesondere einem dem Zentralturm (21) gegenüberliegenden Ende, der ersten Rohrleitung (2), insbesondere über die erste verfahrbare Stütze (1), gelagert ist und fluidführend mit der ersten Rohrleitung (2) und/oder direkt mit dem Zentralturm (21) verbunden ist, insbesondere aufweisend eine zweite verfahrbare Stütze (1a) zum Abstützen der zweiten Rohrleitung (2a), welche an einem der ersten Rohrleitung (2) gegenüberliegenden Ende der zweiten Rohrleitung (2a) angeordnet ist; und wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Teilmenge der Fluidauslässe (6) der zweiten Rohrleitung (2a) wenigstens im Wesentlichen unabhängig, insbesondere unabhängig, von wenigstens einer anderen Teilmenge der Fluidauslässe der ersten und/oder der zweiten Rohrleitung (2, 2a) anzusteuern; wobei die Berieselungsanlage (20) insbesondere eine dritte Rohrleitung (2b) aufweist, welche um eine zu der Hochachse des Zentralturmes (21) wenigstens im Wesentlichen parallele Achse herum drehbar an, insbesondere dem der ersten Rohrleitung (2) gegenüberliegenden Ende, der zweiten Rohrleitung (2a), insbesondere über die zweite verfahrbare Stütze (1a), gelagert ist und fluidführend mit der zweiten Rohrleitung (2a) und/oder direkt mit dem Zentralturm (21) verbunden ist, insbesondere aufweisend eine dritte verfahrbare Stütze (2b) zum Abstützen der dritten Rohrleitung (1b), welche an einem der zweiten Rohrleitung (2a) gegenüberliegenden Ende der dritten Rohrleitung (2b) angeordnet ist; und wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Teilmenge der Fluidauslässe (6) der dritten Rohrleitung (2b) wenigstens im Wesentlichen unabhängig, insbesondere unabhängig, von wenigstens einer anderen Teilmenge der Fluidauslässe (6) der ersten und/oder der zweiten und/oder der dritten Rohrleitung (2, 2a, 2b) anzusteuern.
Berieselungsanlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die erste, zweite und/oder dritte verfahrbare Stütze (1, 1a, 1b) aufweist: eine Stützeinrichtung (3) mit wenigstens drei Verbindungselementen (7, 7a, 7b), eine Rohrhalterung (4), welche zur lösbaren Verbindung mit der ersten Rohrleitung (2) ausgestaltet ist, welche um eine erste Drehachse A₁ drehbar mit dem dritten Verbindungselement (7b) der Stützeinrichtung (3) verbunden ist, zwei Bewegungseinrichtungen (5, 5a), welche jeweils mit dem ersten Verbindungselement (7) oder dem zweiten Verbindungselement (7a), der Stützeinrichtung (3) verbunden sind, welche zum Abrollen um je eine dritte Drehachse A₃ ausgestaltet sind, wobei wenigstens eine dieser Bewegungseinrichtungen (5, 5a) um eine zweite Drehachse A₂ drehbar mit der Stützeinrichtung (3) verbunden ist, wobei die zweite Drehachse A₂ wenigstens im Wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse A₁ angeordnet ist.
Berieselungsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens eine dieser Bewegungseinrichtungen (5, 5a) ausgebildet ist mit wenigstens einem Laufrad und/oder mit einer Gleiskette, einem Achsträger (10), welcher mit dem ersten Verbindungselement (7) oder dem zweiten Verbindungselement (7a) verbindbar ist, welcher zum Abstützen, vorzugsweise zum drehbaren Lagern, des Laufrads oder der Gleiskette dient, vorzugsweise einer Antriebseinrichtung (11), ausgestaltet zum Antrieb der Bewegungseinrichtung (5, 5a), vorzugsweise des Laufrads oder der Gleiskette, wobei vorzugsweise die Antriebseinrichtung (11) einen Elektromotor aufweist, wobei vorzugsweise die Antriebseinrichtung (11) lösbar mit dem Achsträger (10) verbindbar ist.
Berieselungsanlage nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei dieser Bewegungseinrichtungen (5, 5a) jeweils um eine zweite Drehachse A₂ drehbar mit der Stützeinrichtung (3) verbunden sind, vorzugsweise die Bewegungseinrichtungen (5, 5a), besonders bevorzugt deren Achsträger (10, 10a), mit einer Koppelstange (12) verbindbar sind, besonders bevorzugt derart verbindbar sind, dass die Bewegungseinrichtungen (5, 5a) zueinander proportional lenkbar sind, vorzugsweise eine erste Stelleinrichtung (13), welche ausgestaltet ist zum Lenken wenigstens einer der Bewegungseinrichtungen (5, 5a), besonders bevorzugt zum Stellen wenigstens eines der Achsträger (10, 10a) und/oder zum Stellen der Koppelstange (12), welche mit der Stützeinrichtung (3) und/oder der Bewegungseinrichtung (5, 5a) verbindbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Steuerungseinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden, insbesondere wenigstens teilweise automatisierten, Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, aufweist: (a) Ermitteln eines Verfahrweges der Berieselungsanlage auf Basis einer Verteilflächengeometrie, insbesondere einer, insbesondere nicht-kreisförmigen, Verteilflächenaußengeometrie; und/oder (b) Erstellen einer Beregnungsprognose, insbesondere auf Basis des Verfahrweges; (c) Erzeugen von Steuerwerten, insbesondere Öffnungszeiten und/oder Schließzeiten und/oder Öffnungsgrade von Fluidauslässen, insbesondere für eine erste Teilmenge an Fluidauslässen, wobei ein der ersten Teilmenge der Fluidauslässe zugeordnetes erstes Ventil die durch die erste Teilmenge auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, und für eine zweite Teilmenge an Fluidauslässen, wobei ein der zweiten Teilmenge der Fluidauslässe zugeordnetes zweites Ventil die durch die zweite Teilmenge auf die Verteilfläche aufgebrachte Wassermenge beeinflusst, insbesondere steuert, auf Basis der Beregnungsprognose und/oder des Verfahrweges durch die Steuereinrichtung; und (d) Durchführen der Beregnung durch die Steuereinrichtung auf Basis der Steuerwerte; und insbesondere (e) Erfassen von Daten zu dem Beregnungsergebnis und Auswerten dieser Daten, insbesondere zur Anpassung der Beregnungsprognose und/oder der Steuerwerte.
Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage nach Anspruch 10, wobei beim Erstellen der Beregnungsprognose geologische Restriktionen der Verteilfläche und/oder Einspeisungsrestriktionen des zu verteilenden Fluids und/oder Restriktionen einer Pumpvorrichtung der Berieselungsanlage und/oder mechanische Restriktionen der Berieselungsanlage berücksichtigt werden.
Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei Schritt (b) aufweist: (b1) Erstellen einer Beregnungsprognose aufweisend ein Beregnungsprofil und ein Bewegungsprofil zur Bestimmung des maximal möglichen Niederschlags bei Höchstgeschwindigkeit; und/oder (b2) Optimieren, insbesondere heuristisches Optimieren, insbesondere numerisches Optimieren, eines Beregnungsprofils, insbesondere unter Berücksichtigung wenigstens einer der im vorangegangenen Anspruch angeführten Restriktionen, insbesondere auf Basis der in Schritt (b1) erstellten Beregnungsprognose; und/oder (b3) Optimieren, insbesondere heuristisches Optimieren, insbesondere numerisches Optimieren, eines Bewegungsprofils, insbesondere unter Berücksichtigung wenigstens einer der im vorangegangenen Anspruch angeführten Restriktionen, insbesondere auf Basis der in Schritt (b1) erstellten Beregnungsprognose und/oder auf Basis des in Schritt (b2) optimierten Beregnungsprofils.
Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei beim Erzeugen der Steuerwerte eine gewünschte Niederschlagsmenge und/oder wenigstens eine Umweltstörgröße, insbesondere eine Windstärke und/oder eine Windrichtung und/oder eine Niederschlagsmenge und/oder wenigstens ein Hindernis auf der Verteilfläche oder dergleichen, und/oder ein Beregnungszeitfenster und/oder eine Beregnungsstartzeit und/oder eine Beregnungsendzeit berücksichtigt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Steuerwerte die Berieselungsanlage dazu veranlassen, die Teilmengen, insbesondere in einer vorgegebenen Reihenfolge, wenigstens im Wesentlichen unabhängig voneinander anzusteuern, insbesondere intervallweise anzusteuern, wobei den Teilmengen zugeordnete Intervalle, in welchen sich das Ventil in der Offen-Stellung befindet, zeitlich wenigstens im Wesentlichen vollständig decken oder zeitlich teilweise decken oder zeitlich nicht decken, insbesondere einzeln und/oder in Gruppen anzusteuern.
Verfahren zum Betrieb einer Berieselungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei Schritt (c) die beiden Teilschritte aufweist: (c1) Bestimmen des durch einen definierten Fluidauslass auszubringenden Fluidvolumens in einem definierten Zeitsegment; und (c2) Bestimmen eines Zeitfensters, in welchem das Ventil des definierten Fluidauslasses in einer Offen-Stellung, insbesondere mit einem definierten Öffnungsgrad, betrieben wird, innerhalb des Zeitsegments.